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Plattenböden für Rektifiziersäulen für beliebige Flüssigkeiten.
Das Problem der Rektifikation von Alkohol unter vermindertem Druck, das den Zweck verfolgt, ohne Anwendung eines Reaktionsmittels zur vollständigen Entwässerung des Äthylalkohols zu gelangen, hat gezeigt, dass es für diesen Spezialzweck notwendig ist, jene Ausführungsformen von Kapaelboden, die für das Arbeiten unter atmosphärischem Druck als die geeignetsten erkannt worden sind, von Grund aus zu verändern, um den neuen Bedürfnissen zu entsprechen.
Tatsächlich haben die Dämpfe bei der Rektifikation unter vermindertem Druck für das gleiche
Stundengewieht ein zirka zehnmal grösseres Volumen als unter atmosphärischem Druck und überdies verändert sich das Volumen leicht vom Einfachen auf das Doppelte zwischen dem oberen und unteren Teil der Säule.
Der Einfluss der beträchtlichen Dampfgesehwindigkeit macht sich in verschiedener Weise geltend, je nachdem es sieh um Kapselböden, oder aber um Siebböden handelt, auf welch'letzteren die Flüssigkeit durch die Strömung des aufsteigenden Dampfes selbst gehalten wird.
Anderseits haben die Siebböden, im Vergleich mit den Kapselböden, eine wirkliche Überlegenheit in bezug auf die Rektifikation aufzuweisen. Man muss daher trachten, sie in Anwendung zu bringen, trotzdem man hiebei genötigt ist, den Fehler der Siebböden auszugleichen, der darin besteht, dass sie sich bei jedem Stillstande, so kurz er auch sei, entleeren.
Bei einer Rektifikation unter vermindertem aber auch unter atmosphärischem Druck, hat die gegenständliche Erfindung den Zweck, grosse Durehtrittsgeschwindigkeiten der Dämpfe durch die Flüssigkeit auf den Platten zu erreichen, ohne dass ein Mitreissen von Flüssigkeit oder ein Versprühen derselben erfolgt. Dieses Resultat erhält man durch Verwendung geeigneter Schutzschirme, die dazu bestimmt sind, alle verspritzte Flüssigkeit zurückzuhalten.
Ohne dass dieses System der Rektifikation schädlich ist, erreicht man mit demselben eine grössere Intensität des Durchströmens der Dämpfe durch die Flüssigkeit. Es vermehrt den Kontakt unterhalb der verschiedenen Böden und damit die nützliche Wechselwirkung zwischen den Dämpfen und dem Rückfluss. Das Verfahren lässt sich daher für alle Rektifikationen ohne Ausnahme mit Vorteil anwenden.
In den Zeichnungen sind Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Die Fig. 1 und 2 zeigen Kapselböden, u. zw. Fig. 1 im Vertikalschnitt, Fig. 2 in der Draufsicht.
Das dargestellte System von Schirmen, die direkt an der Kuppel der Kapsel befestigt sind, kann bei runden oder länglichen Kapseln Anwendung finden.
Der aufsteigende Dampf durehzieht den Rohrstutzen a, streicht dann zwischen der Aussenseite desselben und der Unterseite der Kapsel f hinab und tritt durch die Löcher der kreisförmig umlaufenden Siebplatte, so dass auf diese Weise eine Zirkulation ähnlich der bei den gewöhnlich verwendeten Kapseln bewerkstelligt wird. Aber weil die Schnelligkeit des Dampfdurchtrittes sehr gross ist, wird die mitgerissene
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der immer aufzusteigen versucht, stösst an die Unterseite des oberen Bodens, kann aber den Rohrstutzen a' nur erreichen nachdem er von Neuem abgelenkt, an der Platte d entlang gestrichen ist. Bei dieser scnlangen- förmigen Bewegung verliert der Dampf die in ihm etwa noch vorhandenen Flüssigkeitströpfehem.'Diese Vorgänge wiederholen sieh fortlaufend.
An Stelle der runden Kapseln können, wie in Fig. 2. dargestellt, in konstruktiv einfacher Weise auch längliche Kapseln verwendet werden. In diesem Falle ändert, sich nichts an den im Vertikalschnitt der Fig. 1 ersichtlichen Einzelheiten.
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Pfeile andeuten, ober oder unterhalb der durchlochten Blechplatten b. Auf dem andern Ende der Kapseln kommt die Flüssigkeit zum Überfliessen über das Wehr M, N und gelangt zu dem Überfall T', der sie auf den tieferstehenden Plattenboden abfliessen lässt.
In den Fig. 3 und 4 sind Siebböden : dargestellt. Es sind dort Mittel vorgesehen, um dem Ausschleudern der Flüssigkeit entgegenzuwirken, das hier in vertikaler Richtung sehr heftig vor sich geht.
An erster Stelle hat es sich als zweckmässig erwiesen, statt der gleichförmigen Verteilung der Sieblöcher auf der ganzen Oberfläche des Plattenbodens, diese Sieblöcher nur in einer gewissen Anzahl von parallelen Streifen A anzubringen, welche die Flüssigkeit passieren muss, um vom Eintritt bis zum Abflusswehr zu gelangen.
Über diesen durchlpchten Streifen kann man verschiedene Kombinationen von Schirmen anbringen. Die Durchlochungen können sich aber auch fast über die ganze Fläche des Plattenbodens erstrecken,
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wird. Die Tröpfchen werden an die Streifen der Jalousie geschleudert und dort angeliäuft. Sie erreichen hier eine genügende Grosse, um wieder zurückzufallen, wogegen der Dampf durch die oberen Öffnungen entweieht.
Die Siebboden haben zwar den Nachteil, sich bei jedem Stillstand des Apparates zu entleeren,
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die oft mehrere Monate ohne Stillstand funktionieren und der Nachteil erscheint-daher nicht als so hindernd, dass man sich einer Ausführungsform berauben sollte, welche allen andern durch ihre Leistung-
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auf einige Millimeter zu reduzieren. Da aber die auf den Plattenböden vorhandene Flüssigkeitsmenge verringert ist, würde der Betrieb schwieriger werden.
In den in der Zeichnung dargestellten Fig. 3 und 4 ist diesem Übelstande vorgebeugt, selbst wenn für den Fall als die Rektifiziersäule ausschliesslich aus Siebböden aufgebaut ist.
Die obere Fläche des Siebbodens ist vollständig glatt, die Löcher sind nicht gleichförmig auf der ganzen Fläche verteilt, sondern auf mehreren parallelen Bändern -. ä-JL gruppiert.
An der unteren Fläche des Plattenbodens sind durch geeignete Vernietung jene Organe befestigt, welche als Schirme für den tieferstehenden Plattenboden dienen. Sie bestehen aus kalottenförmigen Blechen B, a ; die an zwei oder drei Punkten ihrer Länge nach mit Hilfe der Bügel G, H aus Kupfer aufgehängt sind, welch letztere einerseits an den Winkeleisen E, F und anderseits bei K an dem Boden der Schirme befestigt sind.
Nachstehend wird die Funktion dieses Bodens geschildert.
Die Alkoholdämpfe streichen durch die feinen Öffnungen der durchlochten Streifen A, A des unteren Plattenbodens, in dem sie hiebei die alkoholhältigen Rüekläufe, welche die Perforierung bedecken, sozusagen zerstäuben. Tröpfchen und Dampf prallen an die konvexe Fläche der Kalotten B, C, die genau über den durchlochten Streifen angeordnet sind. Die Flüssigkeit fällt zum grossen Teile zurück, während die Dämpfe entlang der konvexen Wölbungen gleiten und mit noch grosser Geschwindigkeit durch die Zwischenräume a B-C B entweichen usw.
Bei D werden durch die vollen Streifen des oberen Plattenbodens die Dämpfe von neuem abgelenkt, sie sind gezwungen, nach rechts und links zu gehen, um die durehloehten Streifen Al A'A'des zweiten Plattenbodens zu erreichen, was jedoch nur möglich ist, wenn sie sich unter den abgeschrägten, an den Plattenböden befestigten Ecken E F, E'F', B"F" durellsehlängeln. Bei diesem Richtungsweehsel verlieren sie die letzten mitgerissenen Tröpfchen, die in die Kalotten B S und dann auf den unteren Plattenboden zurückfallen.
Man erhält auf diese Weise sehr gute Trocknung des Dampfes, trotz der Schnelligkeit, die auch 30 m per Sekunde überschreiten kann,
Das Volumen der in den Kalotten enthaltenen alkoholisehen Flüssigkeit, die einer kontinuierlichen Erneuerung unterworfen ist, beträgt fast das Doppelte des auf dem Plattenboden selbst befindlichen Flüssigkeitsvolumens. Dies trägt daher zur Sicherheit des Betriebes der Apparatur bei. Auch entleert sich diese Flüssigkeit in den Stillständen nicht, sondern unterstützt bei der Wiederaufnahme des Betriebes in ausserordentlichem Masse das Wiedereintreten des normalen Rektifikationsvorganges.
.-..'Diese Ausführungsform der Plattenböden eignet sich vorzüglich für den Einbau von Kühlschlangen mit-Wasserzirkulation, wie in Fig. 3 und 4 durch die Buchstaben 8, S', 8", 8"'dargestellt.
"'Die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen, sei es für nicht entleerbare Kapselböden,. sei es für Siebböden, sind nur als Beispiele aufzufassen. Denn in der Kombination irgendwelcher Rektifizierorgane mit Schirmen zur Verhinderung des Ausschleuderns von Flüssigkeit (das um so mehr 'zu fürchten ist, je mehr man die Schnelligkeit der Rektifikation in Hinblick auf die Verringerung der Herstellungskosten der Rektifikationssäulen übertreibt) gibt es eine grosse Menge von mehr oder weniger glucklichen Lösungen. Man kann die Schirme direkt auf den Kapseln befestigen, oder auch umgekehrt
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des Dampfes vermehren,
indem man gleichzeitig auf den Kapseln befestigte Schirme verwendet und weitere Hindernisse g unterhalb des oberen Plattenbodens befestigt.
Wenn es sich um Siebböden handelt, kann die Verschiedenheit der Anlagen noch grösser sein und im besonderen kann man, wie es Fig. 3 zeigt, die Schirme so ausbilden, dass der Plattenboden nur halb entleerbar wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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ordnung von Schirmen an den Plattenböden derart, dass die aufsteigenden Dämpfe auf die Schirme anprallen und so das Mitreissen von Flüssigkeit verhindert wird, wobei die Verbindung der die Flüssigkeit zurückhaltenden Schirme mit den Böden durch deren Befestigung auf den Kapseln oder unter den Plattenböden erfolgt oder durch eine Kombination dieser beiden Befestigungsarten.